RU162896U1

RU162896U1 - CLIMATE CAMERA

Info

Publication number: RU162896U1
Application number: RU2015146702/28U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Старевский; Елена Ивановна Быковская
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "СМ Климат"
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2016-06-27

Abstract

Климатическая камера для проведения исследований строительных материалов на морозостойкость, состоящая из термоизолированного корпуса, внутри которого в верхней части размещен рабочий объем с датчиком температуры, выполненный в виде герметичной ванны со сливным штуцером с электромагнитным вентилем и штуцерами для подачи и для слива при превышении допустимого уровня солевого раствора, рядом с рабочим объемом в верхней части корпуса также расположена форкамера с испарителем, ТЭНами и вентилятором, представляющая собой камеру для нагрева и охлаждения воздуха, из которой через воздуховод, выполненный в виде сопла, для изменения температурного режима подается воздух в рабочий объем, а в нижней части корпуса расположен холодильный агрегат для подачи фреона в жидкой фазе через дроссель в испаритель, и накопительный бак для подачи солевого раствора в рабочий объем, причем кроме компрессора, конденсатора, трубопровода фреона высокого давления в парообразной и жидкой фазах, фильтра осушителя, дросселя, испарителя, трубопровода фреона низкого давления и отделителя жидкости, в состав холодильного агрегата для оттаивания льда на ламелях испарителя включен также узел оттайки, состоящий из электромагнитных клапанов, перекрывающих подачу фреона в жидкой фазе, через дросселирующий элемент в испаритель, после чего на вход испарителя с выхода компрессора подается фреон в газообразной фазе с высокой температурой, что вызывает быстрое таяние льда на ламелях испарителя, после чего клапана оттайки возвращаются в исходное положение, при этом на время оттаивания льда на ламелях испарителя вентилятор форкамеры выключается, в связи с чеClimatic chamber for carrying out studies of building materials for frost resistance, consisting of a thermally insulated body, inside of which a working volume with a temperature sensor is located in the upper part, made in the form of a hermetic bath with a drain fitting with an electromagnetic valve and fittings for supply and for discharge if the salt level is exceeded solution, next to the displacement in the upper part of the housing there is also a prechamber with an evaporator, heating elements and a fan, which is a chamber for heating eva and air cooling, from which air is supplied to the working volume through a duct made in the form of a nozzle to change the temperature regime, and in the lower part of the housing there is a refrigeration unit for supplying freon in the liquid phase through a choke to the evaporator, and a storage tank for supplying salt solution into the working volume, and besides the compressor, condenser, high-pressure freon pipeline in the vapor and liquid phases, a desiccant filter, a choke, an evaporator, a low-pressure freon pipeline and a liquid separator, the refrigeration unit for ice thawing on the evaporator lamellas also includes a defrost unit consisting of electromagnetic valves that block the supply of freon in the liquid phase through a throttling element to the evaporator, after which freon in the gaseous phase with high temperature is fed to the evaporator inlet from the compressor outlet, which causes rapid melting of ice on the evaporator lamellas, after which the defrost valves return to their original position, and at the same time the ice chamber fan turns off while the ice is thawing on the evaporator lamellas tsya, in connection with Th

Description

Полезная модель относится к установке (климатической камере), предназначенной для проведения исследований на морозостойкость, бетонов, кирпичей, отделочных материалов из керамики, искусственного и естественного камня и других строительных материалов, а также конструкций и оборудования, подвергающихся в процессе эксплуатации циклическому воздействию отрицательных и положительных температур в условиях естественной и повышенной влажности.The utility model relates to an installation (climatic chamber) designed for studies on frost resistance, concrete, bricks, ceramic, artificial and natural stone and other building materials, as well as structures and equipment that undergo cyclic negative and positive effects during operation temperatures in conditions of natural and high humidity.

Известны традиционные методы исследования объектов на морозостойкость с использованием климатических камер, и жидкостного термостата в качестве дополнительного оборудования. Испытание предполагает ручное перемещение образцов из климатической камеры, в которой осуществляется замораживание исследуемых образцов, в жидкостной термостат, где осуществляется размораживание образцов. В ходе испытаний образцы подвергаются заданному количеству циклов замораживания и размораживания. Используемый метод испытаний требует постоянного присутствия персонала, значительных затрат ручного труда.Traditional methods of researching objects for frost resistance are known using climate chambers, and a liquid thermostat as additional equipment. The test involves the manual movement of samples from the climate chamber, in which the test samples are frozen, to a liquid thermostat, where the samples are thawed. During the tests, the samples are subjected to a given number of freeze and thaw cycles. The used test method requires the constant presence of personnel, significant manual labor costs.

Аналогом заявленной полезной модели является камера для испытания бетона, известная из RU 145755, представляющая собой напольную конструкцию прямоугольной формы. Устройство представляет собой камеру, внутри корпуса которой размещен рабочий термоизолированный объем с воздухоохладителем, холодильный агрегат, блок контроля и управления.An analogue of the claimed utility model is a concrete test chamber, known from RU 145755, which is a rectangular floor-mounted structure. The device is a chamber, inside the housing of which is placed a working thermally insulated volume with an air cooler, a refrigeration unit, a control and management unit.

Причем рабочий термоизолированный объем включает также контейнер и поддон для размещения испытуемых образцов, соединенные с системой трубопроводов с системой оттайки. В верхней части рабочего термоизолированного объема размещен типовой воздухоохладитель, состоящий из испарителя, циркуляционного вентилятора и электрообогревателя оттайки испарителя. Климактерическая камера позволяет подвергать испытуемый образец воздействию различный задаваемых отрицательных температур.Moreover, the working thermally insulated volume also includes a container and a pallet for placing test samples, connected to a piping system with a defrost system. In the upper part of the working thermally insulated volume there is a typical air cooler consisting of an evaporator, a circulation fan and an electric heater for defrosting the evaporator. The climacteric chamber allows you to expose the test sample to various preset negative temperatures.

Система оттайки включает бак для хранения и подготовки рассола, циркуляционный насос, электронагреватель подготовки рассола, фильтры механической очистки подготовки рассола, трубопроводы подачи и возврата рассола, трубопровод слива отработанного рассола, а также запорную арматуру, датчики температуры и уровней рассола.The defrost system includes a tank for storage and preparation of brine, a circulation pump, an electric heater for preparing brine, filters for mechanical cleaning of brine preparation, pipelines for supplying and returning brine, a drain line for spent brine, and valves, temperature and brine level sensors.

Доступ в рабочую камеру обеспечивается через термоизолированную дверь. Испытания заключается в циклическом замораживании и размораживании испытываемых образцов.Access to the working chamber is provided through a thermally insulated door. The test consists in cyclic freezing and thawing of test samples.

Техническое решение по RU 145755 обладает рядом недостатков. Размещение охладителя на потолке рабочего термоизолированного объема увеличивает высоту всей климатической камеры и исключает возможность применение вертикальной загрузки образцов, что ограничивает количество испытываемых образцов помещаемых в рабочий объем. Кроме того, такое расположение охладителя не обеспечивает эффективного удаления инея с ламелей испарителя при оттаивании, так как он находится непосредственно в рабочем объеме, где температура может доходить до -55°C. Образующаяся при оттаивании вода под действием силы тяжести будет попадать на исследуемые образцы, что будет негативно влиять на достоверность результатов. В конструкции не предусмотрено каким образом будет удаляться из рабочего объема конденсат, поэтому в случае аварийного превышения уровня рассола в контейнере, попавший на дно рабочего объема раствор должен будет удаляться вручную. Отсутствие наклона поддона и контейнера в сторону сливного патрубка не обеспечивает полного удаления раствора, в связи с чем при замораживании некоторые из исследуемых образцов будут находиться частично в солевом растворе, что приведет к искажению результатов испытаний.The technical solution according to RU 145755 has several disadvantages. Placing a cooler on the ceiling of a thermally insulated working volume increases the height of the entire climate chamber and excludes the possibility of using vertical loading of samples, which limits the number of test samples placed in the working volume. In addition, this arrangement of the cooler does not provide effective removal of frost from the lamellas of the evaporator during thawing, since it is located directly in the working volume, where the temperature can reach -55 ° C. The water formed during thawing under the action of gravity will fall on the test samples, which will negatively affect the reliability of the results. The design does not provide for how condensate will be removed from the working volume, therefore, in case of an emergency excess of the brine level in the container, the solution that has fallen to the bottom of the working volume will have to be removed manually. The lack of inclination of the tray and container towards the drain pipe does not provide complete removal of the solution, and therefore, when freezing, some of the test samples will be partially in saline, which will lead to a distortion of the test results.

На основе описанного прототипа была разработана усовершенствованная климактерическая камера.Based on the described prototype, an improved climacteric chamber was developed.

Климатическая камера состоит из термоизолированного корпуса, внутри которого в верхней части размещен рабочий объем с датчиком температуры, выполненный в виде герметичной ванны со сливным штуцером с электромагнитным вентилем и штуцерами для подачи и для слива при превышении допустимого уровня солевого раствора. Рядом с рабочим объемом в верхней части корпуса расположена форкамера с испарителем, ТЭНами и вентилятором, представляющая собой камеру для нагрева и охлаждения воздуха с испарителем, ТЭНами и вентилятором, из которой через воздуховод, выполненный в виде сопла, для изменения температурного режима подается воздух в рабочий объем. В нижней части корпуса расположен холодильный агрегат для подачи фреона в жидкой фазе в испаритель, и накопительный бак для подачи солевого раствора в рабочий объем. Кроме компрессора, конденсатора, трубопровода для подачи фреона высокого давления в парообразной и жидкой фазах, фильтра осушителя, дросселя, испарителя, трубопровода для подачи фреона низкого давления и отделителя жидкости в состав холодильного агрегата для оттаивания льда на ламелях испарителя включен также узел оттайки. Узел оттайки состоит из электромагнитных клапанов, перекрывающих подачу фреона в жидкой фазе, через дросселирующий элемент в испаритель, после чего на вход испарителя с выхода компрессора подается фреон в газообразной фазе с высокой температурой. Это вызывает быстрое таяние льда на ламелях испарителя, после чего клапана оттайки возвращаются в исходное положение. При этом вентилятор форкамеры выключается, в связи с чем, повышенная температура испарителя не влияет на температуру в рабочем объеме.The climate chamber consists of a thermally insulated housing, inside of which in the upper part there is a working volume with a temperature sensor, made in the form of a sealed bath with a drain fitting with an electromagnetic valve and fittings for supplying and for draining if the permissible level of saline is exceeded. Near the displacement in the upper part of the housing there is a prechamber with an evaporator, electric heaters and a fan, which is a chamber for heating and cooling air with an evaporator, electric heaters and a fan, from which air is supplied to the working air through a duct made in the form of a nozzle volume. In the lower part of the housing there is a refrigeration unit for supplying freon in the liquid phase to the evaporator, and a storage tank for supplying saline to the working volume. In addition to a compressor, a condenser, a pipeline for supplying high-pressure freon in the vapor and liquid phases, a desiccant filter, a choke, an evaporator, a pipeline for supplying low-pressure freon and a liquid separator, a defrosting unit is also included in the refrigeration unit for ice thawing on the evaporator lamellas. The defrost unit consists of electromagnetic valves that shut off the supply of freon in the liquid phase through a throttling element to the evaporator, after which freon in the gaseous phase with high temperature is fed to the evaporator inlet from the compressor output. This causes ice to melt quickly on the evaporator lamellas, after which the defrost valves return to their original position. In this case, the pre-chamber fan is switched off, and therefore, the increased temperature of the evaporator does not affect the temperature in the working volume.

Рабочий объем с датчиком температуры, выполнен в виде герметичной ванны со сливным штуцером с электромагнитным вентилем и штуцерами для подачи и для слива при превышении допустимого уровня солевого раствора. Доступ в рабочий объем обеспечивается через горизонтально расположенную в верхней части камеры утепленную дверь. Рядом с рабочим объемом в верхней части корпуса расположена форкамера, имеющая слой теплоизоляции, в нижней части которой расположен дренажный штуцер для удаления конденсата. Внутри форкамеры расположены конденсатор, испаритель, вентилятор и ТЭНы нагрева воздуха. Воздух подается из форкамеры в рабочий термоизолированный объем через воздуховод, выполнений в виде сопла. Пол рабочего объема выполнен наклонным в сторону сливного штуцера.The working volume with a temperature sensor is made in the form of a sealed bath with a drain fitting with an electromagnetic valve and fittings for supplying and for draining if the permissible level of saline is exceeded. Access to the working volume is provided through an insulated door horizontally located in the upper part of the chamber. Near the working volume in the upper part of the housing there is a prechamber having a layer of thermal insulation, in the lower part of which there is a drainage fitting for removing condensate. A condenser, an evaporator, a fan, and air heating elements are located inside the prechamber. Air is supplied from the prechamber to the working thermally insulated volume through the duct, made in the form of a nozzle. The floor of the working volume is made inclined towards the drain fitting.

В нижней части корпуса расположен холодильный агрегат, включающий в себя компрессор, конденсатор, линии фреона высокого давления в парообразной и жидкой фазах, фильтр осушитель, дроссель, испаритель, линию фреона низкого давления, отделитель жидкости и клапанное устройство перепуска горячих паров в испаритель (узел оттайки).In the lower part of the housing there is a refrigeration unit, which includes a compressor, a condenser, high-pressure freon lines in the vapor and liquid phases, a dehumidifier filter, a choke, an evaporator, a low-pressure freon line, a liquid separator and a valve for transferring hot vapors to the evaporator (defrost unit )

Температура охлаждения для проведения испытаний варьируется в пределах от -18°C до -55°C.The cooling temperature for testing ranges from -18 ° C to -55 ° C.

Климатическая камера включает систему управления, включающей датчик температуры для регулировка температуры, расположенный внутри рабочего объема. В нижней части корпуса под рабочим объемом расположен накопительный бак с солевым раствором, в котором установлены ТЭНы для нагрева, датчик температуры, помпа для подачи солевого раствора в рабочий объем, а так же фильтры грубой и тонкой механической очистки солевого раствора.The climate chamber includes a control system including a temperature sensor for adjusting the temperature, located inside the working volume. In the lower part of the housing under the working volume there is a storage tank with saline solution, in which heating elements are installed for heating, a temperature sensor, a pump for supplying saline solution to the working volume, as well as filters for rough and fine mechanical cleaning of saline solution.

Технические задачи, решаемый заявленной климатической камерой: повышение точности проведения испытаний, повышение уровня надежности, повышение производительности и эффективности устройства.Technical tasks solved by the claimed climate chamber: improving the accuracy of testing, increasing the level of reliability, increasing productivity and efficiency of the device.

Техническим результатом является расширение функциональных возможностей оборудования, которые заключаются в объединении функции замораживания и оттаивания, обеспечении более высоких эксплуатационных характеристик по отношению прототипу, получение оптимальных габаритов и массы оборудования, сокращение времени испытаний, повышение производительности и исключение ручного труда, повышение качества испытаний.The technical result is the expansion of the functionality of the equipment, which consists in combining the functions of freezing and thawing, providing higher performance with respect to the prototype, obtaining optimal dimensions and weight of the equipment, reducing test time, increasing productivity and eliminating manual labor, improving the quality of tests.

Описание чертежей.Description of the drawings.

Фигура 1 иллюстрирует объемное изображение климатической камеры без задней стенки с видом размещения всех составных частей устройства внутри камеры.Figure 1 illustrates a three-dimensional image of a climate chamber without a rear wall with a view of the placement of all component parts of the device inside the chamber.

Фигура 2 иллюстрируют объемное изображение климатической камеры с задней стенкой.Figure 2 illustrates a three-dimensional image of a climate chamber with a rear wall.

Как показано на фигуре 3 климатическая камера, состоит из корпуса, представляющего конструкцию прямоугольной формы, состоящего из несущей (1) и внешней частей (2), внутри которого в верхней части размещены рабочий объем (11) и форкамера (4) с дренажный штуцером (33). Сверху рабочий объем закрывается термоизолированной дверью (10).As shown in figure 3, the climatic chamber consists of a housing representing a rectangular shape consisting of a carrier (1) and external parts (2), inside of which a working volume (11) and a prechamber (4) with a drainage fitting ( 33). From above, the working volume is closed by a thermally insulated door (10).

В форкамере размещены испаритель (35), вентилятор (5) и ТЭНы нагрева воздуха (3) воздуховод (6).In the prechamber, an evaporator (35), a fan (5) and air heating elements (3), an air duct (6) are placed.

В нижней части внутри корпуса расположен холодильный агрегат, состоящий из компрессора (30), конденсатора (24), трубопроводов фреона высокого давления жидкой фазы (23) и паровой фазы (28) а так же, трубопровода фреона низкого давления (34) отделителя жидкости (31), фильтра осушителя (25) и дросселирующего элемента (27).In the lower part inside the housing there is a refrigeration unit consisting of a compressor (30), a condenser (24), pipelines of high pressure freon of the liquid phase (23) and vapor phase (28) as well as a pipeline of low pressure freon (34) of the liquid separator ( 31), a dryer filter (25) and a throttling element (27).

Система управления климатической камеры, включает датчик температуры рабочего объема (8) по сигналу которого осуществляется регулировка температуры внутри рабочего объема, пульт управления, обеспечивающий ход выполнения программы испытаний.The control system of the climate chamber includes a temperature sensor for the working volume (8) at the signal of which the temperature inside the working volume is adjusted, a control panel that ensures the progress of the test program.

С целью обеспечения автоматизации проведения испытаний на морозостойкость испытываемых образцов (14) в конструкцию климатической камеры включены накопительный бак с солевым раствором (21), в котором установлены ТЭНы (22) для нагрева солевого раствора, датчик температуры солевого раствора (17), фильтр тонкой очистки (19) помпа (20), обеспечивающая подачу солевого раствора в рабочий объем через штуцер подачи (12). Рабочий объем (11) выполнен в виде герметичной ванны, имеющий впускное и выпускное отверстия в верней части боковой стенки (7) для подачи и удаления воздуха, при этом форкамера (4) установлена с внешней стороны рабочего объема, но внутри корпуса в верхней части, рабочий объем также имеет сливной штуцер (32) с электромагнитным вентилем (26) за которым установлен фильтр грубой очистки (16), штуцер для подачи солевого раствора (12) и штуцер для слива излишек солевого раствора (перелива) (13). Для обеспечения лучшего слива раствора пол рабочего объема выполнен наклонным, для того, чтобы исследуемые образцы находились в горизонтальном положении в рабочий объем установлен поддон (15).In order to ensure automation of the frost resistance tests of the tested samples (14), the storage chamber is equipped with a saline solution (21) in which the heating elements (22) for saline heating, a salt solution temperature sensor (17), and a fine filter are installed (19) a pump (20), which supplies the saline solution to the working volume through the supply nozzle (12). The working volume (11) is made in the form of a sealed bath having an inlet and an outlet in the upper part of the side wall (7) for supplying and removing air, while the prechamber (4) is installed on the outside of the working volume, but inside the housing in the upper part, the working volume also has a drain fitting (32) with an electromagnetic valve (26) behind which a coarse filter (16) is installed, a nozzle for supplying saline solution (12), and a nozzle for draining excess saline solution (overflow) (13). To ensure better drainage of the solution, the floor of the working volume is inclined, so that the test samples are in a horizontal position in the working volume, a pallet is installed (15).

Холодильный агрегат и накопительный водяной бак установлены под рабочим объемом в нижней части корпуса.The refrigeration unit and the storage water tank are installed under the displacement in the lower part of the housing.

Уровень солевого раствора контролируется датчиками уровня рабочего объема (9) и датчиком уровня накопительной емкости (18).The level of saline solution is monitored by level sensors of the working volume (9) and a sensor of the level of the storage capacity (18).

Климатическая камера, отличается тем, что с целью повышения производительности холодильного агрегата для оттайки испарителя в состав холодильного агрегата включен узел оттайки (29) для обеспечения очистки ламелей испарителя ото льда. Принцип его работы заключается в том, что имеющиеся в узле оттайки электромагнитные клапана перекрывает подачу фреона в жидкой фазе, через дросселирующий элемент в испаритель, вместо этого на вход испарителя подается фреон непосредственно с выхода компрессора в газообразном состоянии с высокой температурой. При этом температура испарителя повышается до +60°C, что вызывает быстрое таяние льда на ламелях испарителя. После этого клапана оттайки возвращаются в исходное положение и работа холодильного агрегата продолжается в штатном режиме. На время проведения оттайки вентилятор форкамеры выключается, в связи с чем, повышенная температура испарителя не влияет на температуру в рабочем объеме.The climate chamber is characterized in that in order to increase the performance of the refrigeration unit for evaporator defrost, the defrost unit (29) is included in the refrigeration unit to ensure that the evaporator lamellas are free of ice. The principle of its operation is that the electromagnetic valves available in the defrost unit block the supply of freon in the liquid phase through the throttling element to the evaporator; instead, freon is directly supplied to the evaporator inlet from the compressor outlet in a gaseous state with a high temperature. The temperature of the evaporator rises to + 60 ° C, which causes rapid melting of ice on the lamellas of the evaporator. After this valve, the defrost returns to its original position and the operation of the refrigeration unit continues as normal. During the defrost, the pre-chamber fan turns off, and therefore, the increased temperature of the evaporator does not affect the temperature in the working volume.

Под форкамерой (4) устанавливается дренажный штуцер (33), обеспечивающий удаление конденсата после оттайки.A drainage fitting (33) is installed under the pre-chamber (4), which ensures the removal of condensate after defrosting.

С целью повышения надежности в рабочей камере установлен датчик уровня солевого раствора (9).In order to increase reliability, a salt level sensor (9) is installed in the working chamber.

Рабочий объем представляет собой объем для проведения испытания. В пространство рабочего объема помещаются образцы.The displacement is the volume to be tested. Samples are placed in the space of the working volume.

С целью улучшения эксплуатационных характеристик в устройство включена форкамера.In order to improve operational characteristics, a prechamber is included in the device.

Форкамера представляет собой камеру, в которой осуществляется нагрев и охлаждение воздуха. В форкамере установлены испаритель, ТЭНы, вентилятор. Преимуществом заявленной полезной модели является то, что так при подаче солевого раствора в рабочий объем форкамера находится снаружи и остается «сухой». В прототипе, в отличие от заявленной полезной модели используют типовой воздухоохладитель, расположенный внутри рабочего объема, для оттайки которого необходим электрообогреватель, что требует дополнительных энергетических затрат и снижает производительность используемого оборудования.The prechamber is a chamber in which air is heated and cooled. The evaporator, electric heating elements, fan are installed in the prechamber. An advantage of the claimed utility model is that when the salt solution is supplied to the working volume, the prechamber is outside and remains “dry”. In the prototype, in contrast to the claimed utility model, a typical air cooler is used located inside the working volume, for the defrost of which an electric heater is required, which requires additional energy costs and reduces the productivity of the equipment used.

Для изменения температурного режима воздух в рабочий объем подается из форкамеры и возвращается в нее. Для подачи охлажденного, либо нагретого воздуха в верхней части боковой стенки рабочего объема расположены впускное и выпускное отверстия. Отверстия расположены одно над другим и занимают всю ширину стенки. Верхнее отверстие впускное, нижнее выпускное. Отверстия расположены на такой высоте, что при максимальном уровне солевого раствора исключается возможность попадание его в форкамеру.To change the temperature regime, air is supplied to the working volume from the prechamber and returned to it. For supplying cooled or heated air, inlet and outlet openings are located in the upper part of the side wall of the working volume. The holes are located one above the other and occupy the entire width of the wall. Upper inlet, lower outlet. The holes are located at such a height that at the maximum level of saline, the possibility of it getting into the prechamber is excluded.

С целью повышения точности испытаний воздуховод между форкамерой и рабочим объемом выполнен в виде сопла, и за счет этого обеспечивается высокая скорость подачи воздуха и как следствие его интенсивное перемешивание, что обеспечивает равные температурные условия для всех образцов помещенных в рабочий объем. С целью повышения точности испытаний и повышения уровня надежности устройства в отличие от прототипа дно рабочего объема выполнено наклонным в сторону сливного штуцера, а образцы устанавливаются на клинообразный поддон, который обеспечивает строго горизонтальное расположение образцов.In order to increase the accuracy of testing, the air duct between the prechamber and the working volume is made in the form of a nozzle, and due to this, a high air supply rate and, as a consequence, its intensive mixing is ensured, which ensures equal temperature conditions for all samples placed in the working volume. In order to improve the accuracy of tests and increase the level of reliability of the device, in contrast to the prototype, the bottom of the working volume is inclined towards the drain fitting, and the samples are installed on a wedge-shaped tray that provides a strictly horizontal arrangement of samples.

Все элементы конструкции камеры отделены от внешней среды термоизолированным контуром с целью исключения теплообмена с внешней средой.All structural elements of the chamber are separated from the external environment by a thermally insulated circuit in order to prevent heat exchange with the external environment.

Термоизолированный контур выполнен из синтетического материала с низкой теплопроводностью традиционно используемых для термоизоляции. К таким материалам относятся как органические природные материалы, так и синтетические материалы.The thermally insulated circuit is made of a synthetic material with low thermal conductivity traditionally used for thermal insulation. Such materials include both organic natural materials and synthetic materials.

К таким синтетическим материалам относятся, например, легкие или теплые бетоны, пенопласт, пенополиуретаны, пенополистирол и другие традиционно используемых для этих целей синтетические материалы.Such synthetic materials include, for example, light or warm concrete, polystyrene foam, polyurethane foams, polystyrene foam and other synthetic materials traditionally used for these purposes.

Принцип работы климатической камеры.The principle of operation of the climate chamber.

Климатическая камера состоит из рабочего объема, предназначенного для размещения испытываемых образцов и в котором создаются условия для испытаний. Испытываемые образцы представляют собой кубики испытываемых образцов, например, из бетона размером чаще всего 100×100×100 мм (реже 150×150×150 мм). Каждый кубик помещен в металлическую емкость из нержавеющей стали. Размер емкости больше размера бетонного кубика на 20 мм. Емкости закрываются крышками. После того как кубик помещается в емкость туда подается солевой раствор и емкость закрывается крышкой.The climate chamber consists of a working volume designed to accommodate the test samples and in which the conditions for testing are created. Test specimens are cubes of test specimens, for example, of concrete, most often 100 × 100 × 100 mm in size (less often 150 × 150 × 150 mm). Each cube is placed in a stainless steel metal container. The size of the tank is larger than the size of the concrete cube by 20 mm. Capacities are closed by covers. After the cube is placed in the tank, salt solution is supplied there and the container is closed by a lid.

В верхней части боковой стенки рабочего объема расположены впускное и выпускное отверстия. Отверстия расположены одно над другим и занимают всю ширину стенки. Для подачи охлажденного, либо нагретого воздуха - верхнее отверстие для подачи воздуха и нижнее отверстие для удаления воздуха. Воздух в рабочий объем подается из форкамеры и возвращается в нее. Подача воздуха осуществляется за счет вентилятора. Нагрев и охлаждение воздуха осуществляется испарителем и ТЭНами, установленными в форкамере. Холодильный агрегат выполняет стандартную функцию - подает фреон в жидкой фазе в испаритель, где он кипит и охлаждает проходящий через него воздух. Для проведения испытаний открывается крышка (дверь), в рабочий объем помещаются в емкости с образцами, они устанавливаются на поддон равномерно по полу ванны. Затем крышка закрывается и начинается испытание. Включается холодильный агрегат, осуществляющий, подачу фреона в жидкой фазе в испаритель, что обеспечивает охлаждение испарителя и проходящего через него воздуха. Охлажденный воздух подается через форкамеру в рабочий объем через верхнее отверстие в боковой стенке. В связи с тем, что воздух из форкамеры подается через сопло, он движется с большой скоростью и равномерно распределяется по пространству рабочего объема. Холодный воздух охлаждает испытываемые образцы до температуры либо -50°C (при ускоренном методе), либо до -18°C (базовом методе).The inlet and outlet openings are located in the upper part of the side wall of the working volume. The holes are located one above the other and occupy the entire width of the wall. For the supply of chilled or heated air - the upper hole for supplying air and the lower hole for removing air. Air is supplied to the working volume from the prechamber and returned to it. Air is supplied by the fan. Heating and cooling of the air is carried out by the evaporator and the heating elements installed in the prechamber. The refrigeration unit performs a standard function - it supplies freon in the liquid phase to the evaporator, where it boils and cools the air passing through it. For testing, a lid (door) opens, they are placed in the working volume in containers with samples, they are installed on the pan evenly on the floor of the bathtub. Then the lid closes and the test begins. The refrigeration unit is turned on, supplying freon in the liquid phase to the evaporator, which ensures cooling of the evaporator and the air passing through it. Cooled air is supplied through the pre-chamber to the working volume through the upper hole in the side wall. Due to the fact that air from the prechamber is supplied through the nozzle, it moves at high speed and is evenly distributed over the space of the working volume. Cold air cools the test samples to either -50 ° C (using the accelerated method) or to -18 ° C (basic method).

Воздух через выпускное отверстие возвращается из рабочего объема в форкамеру, где снова охлаждается и опять подается в рабочий объем.Air through the outlet is returned from the working volume to the prechamber, where it is again cooled and again fed into the working volume.

После достижения заданной температуры, она поддерживается 2,5 часа. Затем температура воздуха в рабочем объеме повышается, за счет подогрева ТЭНами форкамеры. На следующем этапе помпой в рабочий объем закачивается из накопительной емкости солевой раствор.After reaching the set temperature, it is maintained for 2.5 hours. Then, the air temperature in the working volume rises due to the heating of the prechamber by the heating elements. At the next stage, a saline solution is pumped into the working volume by a pump.

Температура раствора поддерживается ТЭНами, расположенными в накопительной емкости (накопительный бак). В то время пока рабочий объем заполняется раствором, сливной вентиль (электромагнитный вентиль) рабочего объема закрыт. После наполнения рабочего объема, вентиль приоткрывается, что обеспечивает циркуляцию раствора между накопительным баком и рабочим объемом. Оттайка образцов осуществляется солевым раствором в течение 2,5 часов. После завершения этапа оттайки сливной вентиль открывается полностью и раствор самотеком стекает в накопительный бак. Затем цикл испытаний повторяется. После завершения испытаний емкости извлекаются из рабочего объема. Образцы извлекаются из емкостей и подвергаются механической нагрузке.The solution temperature is maintained by heating elements located in the storage tank (storage tank). While the working volume is filled with solution, the drain valve (solenoid valve) of the working volume is closed. After filling the working volume, the valve opens, which ensures the circulation of the solution between the storage tank and the working volume. Defrosting of samples is carried out with saline for 2.5 hours. After the defrost stage is completed, the drain valve opens completely and the solution flows by gravity into the storage tank. Then the test cycle is repeated. After testing, the tanks are removed from the working volume. Samples are removed from containers and subjected to mechanical stress.

Использование заявленного устройства позволяет повысить производительность оборудования и повысить точность проведения испытаний.The use of the claimed device can improve the performance of equipment and improve the accuracy of testing.

Приложение к фиг. 3The appendix to FIG. 3

Claims

Climatic chamber for carrying out studies of building materials for frost resistance, consisting of a thermally insulated body, inside of which a working volume with a temperature sensor is located in the upper part, made in the form of a hermetic bath with a drain fitting with an electromagnetic valve and fittings for supply and for discharge if the salt level is exceeded solution, next to the displacement in the upper part of the housing there is also a prechamber with an evaporator, heating elements and a fan, which is a chamber for heating eva and air cooling, from which air is supplied to the working volume through a duct made in the form of a nozzle to change the temperature regime, and in the lower part of the housing there is a refrigeration unit for supplying freon in the liquid phase through a choke to the evaporator, and a storage tank for supplying salt solution into the working volume, and besides the compressor, condenser, high-pressure freon pipeline in the vapor and liquid phases, a desiccant filter, a choke, an evaporator, a low-pressure freon pipeline and a liquid separator, the refrigeration unit for ice thawing on the evaporator lamellas also includes a defrost unit consisting of electromagnetic valves that block the supply of freon in the liquid phase through a throttling element to the evaporator, after which freon in the gaseous phase with high temperature is fed to the evaporator inlet from the compressor outlet, which causes rapid melting of ice on the evaporator lamellas, after which the defrost valves return to their original position, and at the same time the ice chamber fan turns off while the ice is thawing on the evaporator lamellas tsya, and therefore, increased evaporator temperature does not affect the temperature in the working volume.